acecook

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Công nghiệp năng lượng
01/11/2025 04:07
Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
aa
Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng Trung Quốc phát triển pin lithium mạnh gấp đôi công nghệ tiên tiến của Tesla
1.	Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images
Hình minh họa công nghệ mới có thể sớm được ứng dụng trong xe điện. Ảnh: Witthaya Prasongsin/ Getty Images

Gel DEGE: Giải pháp vượt trội cho pin lithium ổn định lâu dài

Pin lithium kim loại (LMB) vốn được đánh giá cao nhờ mật độ năng lượng cao gấp đôi pin lithium-ion, nhưng ứng dụng thực tế vẫn bị cản trở bởi các điện giải lỏng truyền thống, dễ rò rỉ, cháy nổ và hình thành gai lithium, nguyên nhân dẫn tới đoản mạch nguy hiểm. Nhiều nỗ lực phát triển điện giải gel trước đây đã giúp cải thiện độ an toàn, song lớp giao diện SEI (Solid Electrolyte Interphase) vẫn kém ổn định, khiến pin nhanh xuống cấp.

Nhóm nghiên cứu tại Nankai khắc phục vấn đề này bằng thiết kế phân tử chính xác, tạo nên chuỗi amid fluor hóa có tính tương thích cao với điện cực kim loại. Trong đó, hợp chất 2,2,2-trifluoro-N-methylacetamide (C=Oα3F) được xác định là thành phần tối ưu. Nhờ năng lượng LUMO thấp và rào cản giải phóng ion lithium nhỏ, quá trình dẫn ion diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn.

Khẳng định độ bền và an toàn

Kết quả thử nghiệm điện hóa cho thấy, pin đối xứng Li||Li vẫn duy trì hoạt động ổn định sau hơn 9.000 giờ, trong khi pin Li||LiFePO₄ vẫn giữ được 81,7% dung lượng sau 2.500 chu kỳ. Đáng chú ý, kể cả ở điều kiện nhiệt độ cao (80°C), điện giải dạng gel vẫn duy trì hiệu suất ổn định trong suốt 300 chu kỳ, cho thấy khả năng vận hành bền vững ngay trong môi trường khắc nghiệt.

Cơ chế kép của DEGE giúp hình thành lớp SEI đặc, giàu LiF và Li₃N, tạo màng bảo vệ cơ học bền chắc. Ảnh chụp từ kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy lớp SEI có mô đun đàn hồi 6,9 GPa, đủ mạnh để ngăn chặn sự phát triển của gai lithium - yếu tố then chốt kéo dài tuổi thọ và tăng độ an toàn cho pin.

“Thiết kế phân tử chính xác cho phép chúng tôi đồng thời giải quyết nhiều thách thức trong phát triển pin lithium kim loại. Nhờ các nhóm fluor, pin đạt độ ổn định giao diện tốt hơn, chu kỳ sử dụng dài hơn và an toàn nhiệt cao hơn” - Giáo sư Tianfei Liu cho biết.

Định dạng gel của điện giải không chỉ ngăn rò rỉ và hạn chế giãn nở nhiệt mà còn vượt qua các thử nghiệm an toàn khắt khe như đâm kim và nhiệt chạy ngoài kiểm soát (thermal runaway), trong khi pin lỏng thường hư hại nghiêm trọng.

Ổn định, an toàn và sẵn sàng thương mại hóa

Giáo sư Kai Zhang nhấn mạnh, chiến lược này kết hợp giữa hóa học cơ bản và yêu cầu ứng dụng thực tế, mở ra hướng phát triển cho thế hệ điện giải hiệu suất cao tiếp theo.

Công nghệ DEGE có thể sớm được triển khai trong xe điện thương mại và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, sau khi đã chứng minh khả năng giải quyết các thách thức lớn nhất: độ bền chu kỳ, an toàn nhiệt và sự hình thành gai lithium.

Trước đó, các nhà khoa học Trung Quốc cũng từng phát triển phụ gia điện giải thioether giúp pin lithium kim loại đạt 3.000 chu kỳ sạc-xả nhờ khả năng tái cấu trúc bề mặt điện cực, kéo dài tuổi thọ và tăng độ ổn định pin.

Theo giới chuyên môn, đột phá này đánh dấu bước nhảy lớn hướng tới thương mại hóa pin lithium kim loại. Loại gel điện giải fluor hóa mới giúp tăng mật độ năng lượng, kéo dài tuổi thọ, đồng thời cải thiện độ bền và an toàn. Nhờ đó, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong xe điện và lưu trữ năng lượng, góp phần thúc đẩy chuyển đổi sang năng lượng sạch và giao thông bền vững trên toàn cầu.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

dai-hoi-dang
Tin bài khác
Bế mạc Đại hội Đảng, mở ra một kỷ nguyên mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao quốc tế vững mạnh

Bế mạc Đại hội Đảng, mở ra một kỷ nguyên mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao quốc tế vững mạnh

Chiều 23/1, Đại hội Đảng lần thứ XIV bế mạc, khép lại những ngày làm việc sáng suốt, liêm minh, chính trực của Bộ Chính trị, cùng các Đảng viên là lãnh đạo Đảng, lãnh đạo các cấp, các đại biểu đến từ 34 tỉnh thành Việt Nam. Đại hội Đảng lần thứ XIV là sự kiện lịch sử, là mốc son của dân tộc. Phiên bế mạc khép lại để mở ra một hành trình mới của chính trị, kinh tế, ngoại giao, bền vững của Việt Nam.
Đại hội XIV của Đảng tiếp tục nhận được nhiều thư, điện mừng từ các chính đảng, tổ chức quốc tế

Đại hội XIV của Đảng tiếp tục nhận được nhiều thư, điện mừng từ các chính đảng, tổ chức quốc tế

Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng Cộng sản Việt Nam nhận được những tình cảm nồng ấm và sự cổ vũ to lớn từ các chính đảng, đối tác, người Việt Nam ở nước ngoài và bạn bè quốc tế.
Thông cáo báo chí về ngày làm việc thứ tư Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Thông cáo báo chí về ngày làm việc thứ tư Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Ngày 22/1/2026, Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng tiếp tục làm việc cả ngày để thảo luận và thực hiện các nội dung về công tác nhân sự Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XIV. Đồng chí Tổng Bí thư Tô Lâm, Chủ tịch Đoàn Chủ tịch thay mặt Đoàn Chủ tịch điều hành phiên họp.
Gần 1.700 thí sinh tham gia thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội 2026

Gần 1.700 thí sinh tham gia thi Đánh giá tư duy Đại học Bách khoa Hà Nội 2026

Thông tin từ Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết, hệ thống của Đại học ghi nhận đã có 16.940 thí sinh đăng ký dự thi thành công, tăng 22% so với đợt 1 năm 2025.
Nhận định phiên giao dịch ngày 23/1: VN-Index nhiều khả năng tiếp tục điều chỉnh giằng co

Nhận định phiên giao dịch ngày 23/1: VN-Index nhiều khả năng tiếp tục điều chỉnh giằng co

VN-Index được dự báo có thể tiếp tục duy trì nhịp điều chỉnh giằng co trong phiên 23/1 khi dòng tiền vẫn thận trọng và xu hướng ngắn hạn chưa thực sự rõ ràng. Áp lực chốt lời tại nhóm vốn hóa lớn có thể khiến chỉ số dao động quanh vùng kháng cự, trong khi dòng tiền nhiều khả năng tiếp tục luân chuyển sang nhóm midcap và smallcap.
Việt Nam định hướng phát triển đất nước trong kỷ nguyên mới

Việt Nam định hướng phát triển đất nước trong kỷ nguyên mới

Truyền thông quốc tế tiếp tục quan tâm và đưa tin đậm về Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng Cộng sản Việt Nam, nhận định đây là sự kiện chính trị có ý nghĩa quan trọng của Việt Nam, định hình đường hướng phát triển của đất nước trong giai đoạn mới.
“Dân là gốc” trong Báo cáo trình Đại hội XIV: Điểm tựa bền vững nhất, “hạ tầng mềm” quan trọng nhất

“Dân là gốc” trong Báo cáo trình Đại hội XIV: Điểm tựa bền vững nhất, “hạ tầng mềm” quan trọng nhất

Trong Báo cáo trình Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, Tổng Bí thư đã nhấn mạnh "Dân là gốc" không chỉ như một tư tưởng xuyên suốt, mà còn đặt trực tiếp trong nhóm các bài học lớn có ý nghĩa phương pháp luận đối với toàn bộ quá trình lãnh đạo, cầm quyền. Việc đưa "Dân là gốc" vào phần bài học- chứ không chỉ ở phần định hướng hay kết luận- cho thấy đây không phải là một khẩu hiệu giá trị, mà là một nguyên tắc chỉ đạo hành động.
Ngành chăn nuôi dự kiến tăng trưởng giá trị sản xuất trên 5%

Ngành chăn nuôi dự kiến tăng trưởng giá trị sản xuất trên 5%

Tại Hội nghị Tổng kết công tác năm 2025 và triển khai kế hoạch công tác năm 2026 của Cục Chăn nuôi và Thú y vừa diễn ra tại Hà Nội, quán triệt chủ trương xây dựng cơ chế, chính sách trong lĩnh vực chăn nuôi và thú y, Thứ trưởng Phùng Đức Tiến cho rằng cần kiến tạo không gian phát triển cho doanh nghiệp, người dân.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/1/2026: Tuổi Mão gặp chiến tranh lạnh, tuổi Thân niềm vui sự nghiệp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/1/2026: Tuổi Mão gặp chiến tranh lạnh, tuổi Thân niềm vui sự nghiệp

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 23/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 22/1: VN Index giằng co, dòng tiền tìm đến nhóm cổ phiếu vừa và nhỏ

Thị trường chứng khoán ngày 22/1: VN Index giằng co, dòng tiền tìm đến nhóm cổ phiếu vừa và nhỏ

Phiên giao dịch chứng kiến VN Index giằng co quyết liệt khi nhiều lần nỗ lực vượt mốc 1.900 điểm nhưng không thành công. Dù chỉ số giảm nhẹ, thị trường lại ghi nhận trạng thái “đỏ vỏ - xanh lòng” khi dòng tiền hoạt động sôi nổi ở nhóm vốn hóa vừa và nhỏ, giúp số mã tăng áp đảo.
song-gia-tri